很少有研究在不考慮其他導致逆境的變量的情況下研究盛宴或飢荒對發育中的大腦的影響，食物不安全是世界人口中不斷增加的一個問題，冠狀病毒大流行使情況更加惡化。加州大學伯克利分校的研究人員模擬了食物不安全對年輕小鼠的影響，並發現在以後的生活中出現了持久的變化。
加州大學伯克利分校心理學教授、海倫-威爾斯神經科學研究所成員琳達-威爾布雷希特說：”我們表明，在少年後期和青春期早期不定期地獲得食物會影響成年後的學習、決策和多巴胺神經元。”
一個關鍵的行為差異涉及認知的靈活性：當世界發生變化時產生新的解決方案的能力。研究發現，小鼠年幼時食物供應的穩定性制約着它們長大后在不同條件下的靈活程度。
流行病學研究已經將兒童和青少年的食物不安全與後來的體重增加聯繫起來，以及學習困難和更差的數學、閱讀和詞彙成績。然而，其他與貧困有關的因素，如母親的抑鬱症和環境壓力因素混淆了這些研究。這項新研究的目的是在受控環境中調查食物不安全對發育和行為的影響，而人類受試者是無法做到的。
這些發現對人類有影響。政策制定者認識到從嬰兒期到高中都需要良好的營養，以美國為例，全美各地的學校都有聯邦支持的免費或減價早餐和午餐計劃。聯邦補充營養援助計劃（SNAP）也提供補貼，幫助貧困家庭補充他們的食品預算。這些膳食計劃已顯示出對低收入家庭的影響，特別是提高了學習成績和畢業率。
但是，可能有的時候，孩子們無法獲得完善的食物計劃，例如在暑假期間了，當福利的發放間斷數周時，計劃也可能無意中造成飽腹和飢餓的循環，有可能使貧困家庭在每個支付周期結束時無法負擔食物。根據美國農業部最近的一份報告，2021年，6.2%的有孩子的家庭 – 總共230萬個家庭面臨糧食供應不穩定問題。
“我認為，我們必須明白，即使是短暫的食物不安全也很重要，大腦的發育不會在以後追上來。食物不安全會對某人的大腦功能產生長期影響，”威爾布雷希特說。”學習和決策的能力是在兒童和青少年時期發展的東西，我們看到這些關鍵的技能是如何被獲取食物所影響的。獲得食物是我們可以解決的事情。餵養和福利計劃是存在的，我們可以通過使獲得福利或食物的機會更加穩定和一致來使它們變得更好。支持大腦發育是支持食品計劃的一個很好的理由。”
這項與加州大學伯克利分校教師海倫-巴托普、斯蒂芬-拉梅爾及其實驗室同事共同進行的研究，最近發表在《當代生物學》雜誌上。
Wilbrecht和她的同事，包括羅伯特-伍德-約翰遜基金會健康與社會學者Ezequiel Galarce通過在不規則的時間表上提供食物同時仍然允許足夠的食物來維持安全的體重，模擬人類在小鼠身上的食物供應不穩定狀況。這種食物方案在小鼠青春期開始前一周開始，相當於人類的童年晚期，並持續20天，相當於小鼠的青少年晚期。另一組小鼠在它們想吃東西的時候都能得到食物。
然後他們用覓食任務測試了成年後的認知能力，小鼠在變化的環境中尋找獎勵。例如，一種行為–在這種情況下，學習哪種氣味可以得到蜂蜜堅果麥片–可能會在短時間內成功，但不是永遠。第二種氣味可以預測獎勵藏在哪裡。
食物充足的小鼠和食物不安全的小鼠成年後在確定和不確定的環境中都接受了測試，在認知靈活性方面有明顯的差異。食物不安全的小鼠在不確定的情況下比吃得好的小鼠更靈活，而吃得好的小鼠在更穩定的情況下則更靈活。
雖然食物不供應不穩定對雄性小鼠認知的影響是強大的，但雌性小鼠對認知沒有顯示出影響。Wilbrecht說：”這是我們在對逆境進行建模時看到的最有力的行為影響之一。
然而，食物不安全對雌性小鼠有其他明顯的負面影響。那些在成長過程中處於食物不安全狀態的雌性小鼠在成年後獲得不受限制的食物時往往會變得超重，這一點在那些在食物不安全狀態下成長的人類身上得到了反映。雄性小鼠則沒有顯示出這種影響。
博士生Wan Chen Lin和Bateup和Lammel實驗室的研究人員還研究了大腦的獎勵網絡，該網絡由神經遞質多巴胺控制，並發現雄性小鼠在這方面也有變化。
Wilbrecht說：”我們發現，對學習、決策和獎勵相關行為（如成癮）至關重要的多巴胺系統的神經元在其輸入和輸出方面都發生了明顯的變化。這表明大腦中的學習和決策系統有更廣泛的變化”。
例如，研究人員看到投射到阿肯色核的多巴胺神經元的突觸發生變化，還發現背側紋狀體的多巴胺釋放發生變化。這些多巴胺神經元在許多其他研究中已被證明在學習和決策中發揮了作用。
研究人員正在繼續研究食物不安全的小鼠，以確定它們在成年後是否更容易出現成癮行為，這些行為與多巴胺網絡有關。
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https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01094-6